[发明专利]一种切削液及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于切削液技术领域，主要用于大直径菲涅尔透镜模具超精密车削，也适用于其他类似材质、类似工况的车削加工。

背景技术

菲涅尔透镜模具有不逊于传统透镜的光学聚焦和光学成像性能，因其质量轻、厚度薄、口径大、结构紧凑等优点，广泛的应用在太阳能热水器、太阳能电站、显示成像以及空间太阳能电池光伏系统等领域，具有重要的商业和军事应用价值。但大直径菲涅尔透镜模具加工难度高，整个工件加工过程中不能进行换刀操作。菲涅尔透镜模具的材料为H62黄铜，刀具为金刚石刀具。菲涅尔透镜模具的直径越大，加工时间越长，金刚石刀具在加工后期磨损越严重，导致加工出来的工件表面质量不均匀，不能满足实际要求，这是导致国内在大型菲涅尔透镜加工方面与国外存在差距的主要原因之一。本发明基于国家科技重大专项“高档数控机床与基础制造装备”——“大直径端面透镜模具加工超精密机床”（2011ZX04004-011），研究大直径菲涅尔透镜模具专用切削液及其制备方法，减少金刚石刀具的磨损，提高大直径菲涅尔透镜模具的加工质量，具有很高的实际应用价值。其相关专利及参考文献目前并未查阅到。

发明内容

为了克服现有的普通切削液对大直径菲涅尔透镜模具车削加工后，加工表面质量不均匀，加工后期金刚石刀具磨损严重，难以满足实际加工要求等问题，本发明提供了一种能减少金刚石刀具的磨损，提高大直径菲涅尔透镜模具的加工质量和精度的专用切削液。

本发明的一种切削液，其特征在于：包括煤油、猪油、斯盘-80、石油黄酸钠、脂肪醇聚氧乙稀醚、含氮硼酸酯、三乙醇胺、苯酚、苯并三氮唑、豆油、蒸馏水，其质量百分含量：58％～62％的煤油(60％为最佳)、9％～11％的猪油（10％为最佳）、5％～6％的斯盘-80（5.5％为最佳）、3％～4％的石油黄酸钠（3.5％为最佳）、3%～4％的脂肪醇聚氧乙稀醚（3.5％为最佳）、4%～6％的含氮硼酸酯（5％为最佳）、0.8％～1.2的三乙醇胺（1%为最佳）、0.8％～1.2的苯酚（1%为最佳）、0.2％～0.4％的苯并三氮唑（0.3%为最佳）、0.1％～0.3％的豆油（0.2%为最佳）、9％～11％的蒸馏（10%为最佳）水配制而成。

所述煤油为基础油，是切削液长期稳定的重要保证。

所述猪油为油性添加剂，在切削过程中起到优良的润滑作用，能够减缓金刚石刀具的磨损。

所述斯盘-80为乳化剂，能够减轻切削液的分层倾向，并作为苯并三氮唑的助溶剂。

所述石油黄酸钠为防锈添加剂，对工件和加工设备具有很好的防锈效果。

所述脂肪醇聚氧乙稀醚为非离子型表面活性剂，主要起到使切削液成份分布平衡和对工件进行清洗的作用。

所述含氮硼酸酯为极压抗磨剂，主要作用为极压、抗磨、润滑，能够延长刀具的使用寿命。

所述三乙醇胺为乳化稳定剂，其作用是使切削液在常温或高温下稳定，防止分层、析油、相变。

所述苯酚为防腐杀菌剂，主要作用为抑菌、杀菌，确保切削液的使用寿命。

所述苯并三氮唑为铜合金缓蚀剂，可以吸附在金属表面形成一层很薄的膜，保护菲涅尔透镜模具免受大气及有害介质的腐蚀。

所述豆油为抗沫添加剂，主要起到消泡作用，确保切削液的冷却、润滑作用。

所述蒸馏水，在切削过程中起到冷却作用，防止金刚石刀具出现热化学磨损和金刚石溶解的现象。

上述切削液的制备方法，具体步骤如下：

①将苯并三氮唑和斯盘-80在室温下混合均匀；

②将煤油、猪油、石油黄酸钠、含氮硼酸酯、苯酚和豆油依次加入干净的容器后，加热至40℃，搅拌均匀后冷却至室温；

③将三乙醇胺、蒸馏水、脂肪醇聚氧乙稀醚在室温下搅拌均匀；

④将上述①、②、③分别得到的溶液混合，加热至60℃，充分搅拌均匀后，冷却即可。

上述所述的切削液用于大直径菲涅尔透镜模具的车削。

本发明的有益效果是：利用该专用切削液加工后的菲涅尔透镜模具表面质量均匀、精度高，加工过程中振动信号幅值小，声发射能量低，加工状态良好。同时，该专用切削液还可以在在大直径菲涅尔透镜模具加工过程中起到润滑、冷却、抗磨、防锈、杀菌、清洗和工件表面成膜的作用。其制备方式简单、成本低、无污染；配置存储好的切削液可以直接使用，操作简单，效率高，具有很高的实际应用价值。

附图说明

图1为本发明切削液下的切削振动信号图；

图2为普通油基切削液下的切削振动信号图；

图3为普通水基切削液下的切削振动信号图；